Uno dei termini di base usati in molte scienze naturali è la densità, una proprietà fisica definita come la massa di un oggetto divisa per il suo volume. Ciò significa che per misurare la densità, in genere è necessario misurare separatamente la massa e il volume di un oggetto, quindi calcolare la sua densità dividendo la massa per il volume. Per misurare la massa e il volume, è necessario utilizzare diversi strumenti di base per il laboratorio.

Scala

La massa è una delle misurazioni più facilmente ottenute. Utilizzare una bilancia o bilancia elettronica per determinare il peso dell'oggetto o la massa. Questa misura viene solitamente rappresentata in once o grammi rispettivamente per sistemi inglesi e metrici. Quando si misura la massa di un liquido, prima pesare il contenitore e quindi tarare la scala prima di aggiungere il liquido.

Cilindro graduato

Il modo più preciso per determinare il volume di un oggetto, in particolare nel caso di un oggetto dalla forma irregolare, è immergerlo in acqua e misurare la quantità di acqua che sposta. Un cilindro graduato abbastanza grande da contenere sia l'oggetto che l'acqua sufficiente per immergerlo completamente è lo strumento migliore per questo lavoro. Un cilindro graduato può anche dirti il ​​volume di un liquido semplicemente versandolo in un cilindro vuoto. Non utilizzare un beaker per determinare il volume, poiché la scala stampata sul lato di un becher potrebbe essere meno precisa di quella su un cilindro graduato, che è stato appositamente progettato per la misurazione.

Calcolo della densità

Una volta misurata la massa e il volume di un oggetto, si trova la densità con un semplice calcolo. Dividere la massa per il volume per ottenere la densità. Ad esempio, si misura una quantità di acqua pura in un cilindro graduato e si vede che arriva a 11,5 ml. Poni un piatto di plastica su una bilancia e trovi che la sua massa è di 3,2 grammi. Quando aggiungi l'acqua, il totale arriva a 14,7 grammi. Sottrarre la massa del piatto dal totale per ottenere la massa dell'acqua da sola, 14,7 - 3,2 = 11,5. Dividere 11,5 grammi per 11,5 ml per ottenere la densità, 1,0 grammi per ml.

Hydrometer

La densità è difficile da misurare direttamente e con precisione, in quanto dipende da due proprietà separate, massa e volume. Tuttavia, la densità entra in gioco con fluidi e galleggiamento, poiché un oggetto più denso affonderà sempre in un fluido meno denso e galleggerà su un fluido di maggiore densità. Un idrometro è un dispositivo speciale utilizzato per determinare la densità dei liquidi. Piuttosto che misurare il volume in un cilindro graduato e quindi aver bisogno di pesare il liquido per determinarne la massa (e, ovviamente, sottrarre il peso del suo contenitore), un idrometro fluttuerà a un livello diverso all'interno di un liquido in base alla sua densità. Diversi idrometri usano diverse scale per misurare la densità, quindi segui tutte le istruzioni e misura attentamente.

Il valore della densità

Ora che hai determinato la densità, cosa puoi fare con essa? È una proprietà intrinseca di una sostanza, nel senso che qualsiasi quantità di piombo puro ha la stessa densità, sia che tu abbia una tonnellata o qualche particella; lo stesso vale per qualsiasi sostanza pura. Molte sostanze hanno un noto valore pubblicato per la densità che può fungere da "impronta digitale", consentendo di identificare una sostanza sconosciuta trovando la sua densità. Ti dirà anche se un oggetto è fatto di una sostanza pura o se è una miscela. Una famosa storia attribuisce al filosofo greco Archimede, che scoprì che la corona di un re non era oro puro; calcolò la densità della corona e scoprì che era inferiore a quella dell'oro.